903 Arbeiten
Die Computergestützte Physik verbindet die Gesetze der Natur mit der Rechenkraft moderner Computer, um komplexe Phänomene zu simulieren, die im Labor schwer zu beobachten sind. Von der Strömungsdynamik bis zur Quantenmechanik nutzen Forscher hier Algorithmen, um tiefe Einblicke in das Verhalten von Materie und Energie zu gewinnen.
Auf Gist.Science durchsuchen wir täglich die neuesten Vorabveröffentlichungen auf arXiv in diesem Bereich. Für jedes neu eingereichte Papier erstellen wir sowohl eine verständliche Zusammenfassung für ein breites Publikum als auch eine detaillierte technische Analyse, damit die neuesten Durchbrüche für alle zugänglich sind.
Hier finden Sie die aktuellsten Forschungsarbeiten aus dem Feld der computergestützten Physik, die wir für Sie aufbereitet haben.
Diese Studie demonstriert, dass durch eine maschinelle Lernmethode gestützte EXAFS-Analyse der kurzreichweitige atomare Ordnungsgrad in GeSn-Halbleiterlegierungen quantifiziert und über Nachglühen gezielt eingestellt werden kann, um so als neuer Freiheitsgrad für das Bandlücken-Engineering genutzt zu werden.
Das Open-Source-Framework Mat3ra-2D ermöglicht die schnelle und reproduzierbare Erstellung realistischer zweidimensionaler Materialien und Grenzflächen mit Defekten, um KI- und ML-Modelle in der Materialwissenschaft von idealisierten Volumenstrukturen auf praxisrelevantere Anwendungen zu übertragen.
Die Studie kombiniert großmaßstäbliche Gitter-Boltzmann-Simulationen mit einem analytischen Modell, um zu zeigen, dass fraktale Bäume in städtischen Umgebungen bei hohen Reynolds-Zahlen eine durch Turbulenz verschobene und durch strukturelle Komplexität abgeflachte Widerstandskrise aufweisen, was gängige Annahmen über die aerodynamische Belastung und Beschneidungsstrategien in Frage stellt.
Diese Arbeit demonstriert, dass die neu entwickelte Pseudo-Fermionen-Methode das Vorzeichenproblem umgeht und eine effiziente sowie hochgenaue Simulation stark quantenentarteter, uniformer Elektronengase ermöglicht, insbesondere in Regimen, in denen etablierte Methoden wie RPIMC und CPIMC versagen.
Die vorgestellte Arbeit entwickelt einen schnellen, tiefenabhängigen und transversal verschiebungsinvarianten Operator für die iterative 3D-Rekonstruktion in der photoakustischen Tomografie mit planarer Geometrie, der durch den Einsatz von FFT-basierten Faltungen die Rechenzeit im Vergleich zu herkömmlichen PDE-Lösern um bis zu zwei Größenordnungen reduziert.
Die Arbeit stellt das FreeGSNKE-Puls-Design-Tool (FPDT) vor, ein Open-Source-Framework, das die in-silico-Entwicklung und Validierung von Tokamak-Plasmaszenarien und Regelungsstrategien ermöglicht, wie anhand von Experimenten am MAST-Upgrade-Tokamak demonstriert wird.
Die Arbeit stellt eine strukturierte Reformulierung des Many-Body-Dispersion-Modells vor, die durch die Einführung einer Korrelationsmatrix eine physikalisch konsistente Zerlegung der Kräfte in Paar-Komponenten ermöglicht und somit die Grundlage für interpretierbare Analysen und maschinelles Lernen schafft.
Die Autoren stellen einen vollständig automatisierten Rahmen vor, der es ermöglicht, interatomare Kraftkonstanten direkt aus Röntgen-Thermischer Diffus-Streuung zu extrahieren, indem die Streuintensität als differenzierbare Funktion parametrisiert wird, was eine effiziente Optimierung ohne wiederholte Hessian-Diagonalisierung ermöglicht und so die Brücke zwischen experimentellen Daten und computergestützter Modellierung schlägt.
Die vorgestellte Arbeit entwickelt ein skalierbares, monolithisches Multigrid-Verfahren mit modifiziertem Newton-Verfahren für die zeitabhängige -Navier-Stokes-Gleichung, das auf voll impliziten Raum-Zeit-Diskretisierungen basiert und in numerischen Tests robuste Leistung sowie gute Parallelisierbarkeit zeigt.
Diese Studie implementiert und bewertet die skalierbare asynchrone Diskontinuierliche-Galerkin-Methode mit asynchron-toleranten Flüssen in der Bibliothek deal.II für kompressible Strömungen und zeigt, dass durch die Kombination mit einem kommunikationsvermeidenden Algorithmus Synchronisationskosten signifikant reduziert und bis zu 1,9-fache Geschwindigkeitssteigerungen bei Wahrung der hohen numerischen Genauigkeit erreicht werden können.